تخزين بيانات الكمبيوتر

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى الملاحة اذهب للبحث

جيجا بايت من SDRAM مُثبتة في الكمبيوتر . مثال على التخزين الأساسي .
محرك الأقراص الثابتة 15  جيجا بايت PATA (HDD) من عام 1999. عند توصيله بجهاز كمبيوتر ، فإنه يعمل كمخزن ثانوي .
160 جيجا بايت خرطوشة شريط SDLT ، مثال للتخزين خارج الخط . عند استخدامها داخل مكتبة أشرطة آلية ، يتم تصنيفها على أنها تخزين ثلاثي بدلاً من ذلك.
مغزل DVD-RWs

تخزين بيانات الكمبيوتر عبارة عن تقنية تتكون من مكونات الكمبيوتر ووسائط التسجيل المستخدمة للاحتفاظ بالبيانات الرقمية . إنها وظيفة أساسية ومكون أساسي لأجهزة الكمبيوتر. [1] : 15-16 

و حدة المعالجة المركزية (CPU) من جهاز كمبيوتر هو ما تعالج البيانات عن طريق إجراء العمليات الحسابية. في الممارسة العملية ، تستخدم جميع أجهزة الكمبيوتر تقريبًا تسلسلًا هرميًا للتخزين ، [1] : 468-473  والذي يضع خيارات تخزين سريعة ولكنها باهظة الثمن وصغيرة بالقرب من وحدة المعالجة المركزية وخيارات أبطأ ولكن أقل تكلفة وخيارات أكبر. بشكل عام ، يُشار إلى التقنيات سريعة التقلب (التي تفقد البيانات عند انقطاع التيار الكهربائي) باسم "الذاكرة" ، بينما يُشار إلى التقنيات المستمرة البطيئة باسم "التخزين".

حتى التصاميم الكمبيوتر الأولى، تشارلز باباج الصورة التحليلية المحرك و بيرسي لودغيت "آلة تحليلية الصورة، التمييز بوضوح بين تجهيز والذاكرة (باباج الأرقام المخزنة كما تناوب التروس، في حين أن الأرقام ودجيت المخزنة على النزوح من القضبان في المكوكات). تم تمديد هذا التمييز في العمارة فون نيومان ، حيث تتكون وحدة المعالجة المركزية من جزئين رئيسيين: إن وحدة التحكم و حدة المنطق الحسابي (ALU). يتحكم الأول في تدفق البيانات بين وحدة المعالجة المركزية والذاكرة ، بينما يقوم الأخير بعمليات حسابية ومنطقية على البيانات.

الوظيفة

بدون قدر كبير من الذاكرة ، سيكون الكمبيوتر قادرًا فقط على إجراء عمليات ثابتة وإخراج النتيجة على الفور. يجب إعادة تشكيلها لتغيير سلوكها. هذا هو مقبول لأجهزة مثل مكتب الآلات الحاسبة ، معالجات الإشارات الرقمية ، والأجهزة المتخصصة الأخرى. تختلف آلات Von Neumann في امتلاك ذاكرة تخزن فيها تعليمات التشغيل وبياناتها. [1] : 20  تعد أجهزة الكمبيوتر هذه أكثر تنوعًا من حيث أنها لا تحتاج إلى إعادة تكوين أجهزتها لكل برنامج جديد ، ولكن يمكن ببساطة إعادة برمجتهامع تعليمات جديدة في الذاكرة ؛ تميل أيضًا إلى أن تكون أبسط في التصميم ، حيث قد يحتفظ المعالج البسيط نسبيًا بالحالة بين الحسابات المتتالية لبناء نتائج إجرائية معقدة. معظم أجهزة الكمبيوتر الحديثة هي آلات فون نيومان.

تنظيم البيانات وتمثيلها

يمثل الكمبيوتر الرقمي الحديث البيانات باستخدام نظام الأرقام الثنائية . يمكن تحويل النص والأرقام والصور والصوت وأي شكل آخر من أشكال المعلومات تقريبًا إلى سلسلة من البتات أو الأرقام الثنائية ، كل منها له قيمة 0 أو 1. وحدة التخزين الأكثر شيوعًا هي البايت ، المتساوي إلى 8 بت. يمكن معالجة جزء من المعلومات بواسطة أي جهاز كمبيوتر أو جهاز تكون مساحة تخزينه كبيرة بما يكفي لاستيعاب التمثيل الثنائي لجزء من المعلومات ، أو ببساطة البيانات . على سبيل المثال ، يمكن تخزين أعمال شكسبير الكاملة ، حوالي 1250 صفحة مطبوعة ، في حوالي خمسة ميغا بايت (40 مليون بت) بايت واحد لكل حرف.

يتم تشفير البيانات عن طريق تخصيص نمط بت لكل حرف أو رقم أو كائن وسائط متعددة . توجد العديد من المعايير للتشفير (مثل ترميز الأحرف مثل ASCII وتشفير الصور مثل JPEG وترميز الفيديو مثل MPEG-4 ).

من خلال إضافة وحدات بت إلى كل وحدة مشفرة ، يسمح التكرار للكمبيوتر باكتشاف الأخطاء في البيانات المشفرة وتصحيحها بناءً على الخوارزميات الرياضية. تحدث الأخطاء بشكل عام في الاحتمالات المنخفضة بسبب التقليب العشوائي لقيمة البت ، أو "إجهاد البت المادي" ، وفقدان البتة المادية في التخزين من قدرتها على الحفاظ على قيمة مميزة (0 أو 1) ، أو بسبب أخطاء في inter أو intra- اتصالات الكمبيوتر. قلب بت عشوائي (على سبيل المثال بسبب الإشعاع العشوائي) عادةً ما يتم تصحيحه عند الاكتشاف. عادةً ما يتم تسوير قطعة أو مجموعة من البتات المادية المعطلة (لا يُعرف البت المعيب المحدد دائمًا ؛ يعتمد تعريف المجموعة على جهاز تخزين معين) تلقائيًا ، ويتم إخراجها من الاستخدام بواسطة الجهاز ، واستبدالها بمجموعة أخرى مكافئة تعمل في الجهاز ، حيث يتم استعادة قيم البت المصححة (إن أمكن). و فحص دوري التكرار ويستخدم أسلوب (CRC) عادة في مجال الاتصالات والتخزين ل اكتشاف الخطأ . ثم يتم إعادة محاولة اكتشاف خطأ.

تسمح طرق ضغط البيانات في كثير من الحالات (مثل قاعدة البيانات) بتمثيل سلسلة من البتات بواسطة سلسلة بت أقصر ("ضغط") وإعادة بناء السلسلة الأصلية ("فك الضغط") عند الحاجة. يستخدم هذا مساحة تخزين أقل إلى حد كبير (عشرات النسب المئوية) لأنواع عديدة من البيانات على حساب المزيد من العمليات الحسابية (الضغط وفك الضغط عند الحاجة). يتم إجراء تحليل المفاضلة بين توفير تكلفة التخزين وتكاليف الحسابات ذات الصلة والتأخيرات المحتملة في توافر البيانات قبل اتخاذ قرار بشأن الاحتفاظ ببيانات معينة مضغوطة أم لا.

ل أسباب أمنية ، يمكن حفظ أنواع معينة من البيانات (مثل معلومات بطاقة الائتمان) مشفرة في التخزين لمنع احتمال إعادة الإعمار معلومات غير مصرح بها من قطع من لقطات التخزين.

التسلسل الهرمي للتخزين

أشكال مختلفة للتخزين ، مقسمة حسب المسافة بينها وبين وحدة المعالجة المركزية . المكونات الأساسية للكمبيوتر للأغراض العامة هي الوحدة الحسابية والمنطقية ، ودوائر التحكم ، ومساحة التخزين ، وأجهزة الإدخال / الإخراج . التكنولوجيا والقدرة كما هو الحال في أجهزة الكمبيوتر المنزلية الشائعة حوالي عام 2005.

بشكل عام ، كلما انخفض مستوى التخزين في التسلسل الهرمي ، قل عرض النطاق الترددي الخاص به وزاد زمن وصوله من وحدة المعالجة المركزية. يتم توجيه هذا التقسيم التقليدي للتخزين إلى التخزين الأساسي والثانوي والثالثي وغير المتصل أيضًا بالتكلفة لكل بت.

في الاستخدام المعاصر ، عادةً ما تكون الذاكرة عبارة عن ذاكرة وصول عشوائي للقراءة والكتابة لتخزين أشباه الموصلات ، وعادةً ما تكون DRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية) أو غيرها من أشكال التخزين السريع ولكن المؤقت. تخزين تتكون من أجهزة التخزين وسائل الإعلام الخاصة لا يمكن الوصول إليها مباشرة من قبل وحدة المعالجة المركزية ( الثانوي أو التخزين العالي )، وعادة الأقراص الصلبة ، الأقراص الضوئية محركات الأقراص، وغيرها من الأجهزة أبطأ من ذاكرة الوصول العشوائي ولكن غير متطايرة (الاحتفاظ محتويات عند تشغيله لأسفل). [2]

تاريخيا، ذاكرة تم استدعاء الذاكرة الأساسية ، الذاكرة الرئيسية ، تخزين الحقيقي ، أو الذاكرة الداخلية . وفي الوقت نفسه ، تمت الإشارة إلى أجهزة التخزين غير المتطايرة على أنها تخزين ثانوي أو ذاكرة خارجية أو تخزين إضافي / طرفي .

التخزين الأساسي

التخزين الأساسي (المعروف أيضا باسم الذاكرة الرئيسية ، الذاكرة الداخلية ، أو الذاكرة الرئيسية )، وغالبا ما يشار إلى مجرد ذاكرة ، هو واحد فقط للوصول مباشرة إلى وحدة المعالجة المركزية. تقرأ وحدة المعالجة المركزية باستمرار التعليمات المخزنة هناك وتنفذها على النحو المطلوب. يتم أيضًا تخزين أي بيانات يتم تشغيلها بشكل نشط هناك بطريقة موحدة.

تاريخيًا ، استخدمت أجهزة الكمبيوتر القديمة خطوط تأخير ، وأنابيب ويليامز ، أو براميل مغناطيسية دوارة كمخزن أساسي. بحلول عام 1954 ، تم استبدال هذه الأساليب غير الموثوق بها في الغالب بذاكرة أساسية مغناطيسية . ظلت الذاكرة الأساسية مهيمنة حتى سبعينيات القرن الماضي ، عندما سمحت التطورات في تكنولوجيا الدوائر المتكاملة بأن تصبح ذاكرة أشباه الموصلات قادرة على المنافسة اقتصاديًا.

أدى ذلك إلى ظهور ذاكرة وصول عشوائي حديثة (RAM). إنها صغيرة الحجم وخفيفة الوزن ولكنها باهظة الثمن في نفس الوقت. (الأنواع المحددة من ذاكرة الوصول العشوائي المستخدمة للتخزين الأساسي متقلبة أيضًا ، أي أنها تفقد المعلومات عند عدم تشغيلها).

كما هو موضح في الرسم التخطيطي ، توجد تقليديًا طبقتان فرعيتان إضافيتان للتخزين الأساسي ، بالإضافة إلى ذاكرة الوصول العشوائي ذات السعة الكبيرة:

  • توجد سجلات المعالج داخل المعالج. يحتوي كل سجل عادةً على كلمة بيانات (غالبًا 32 أو 64 بت). تعليمات وحدة المعالجة المركزية توجه وحدة المنطق الحسابي لإجراء عمليات حسابية مختلفة أو عمليات أخرى على هذه البيانات (أو بمساعدة منها). السجلات هي أسرع أنواع تخزين بيانات الكمبيوتر.
  • ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج هي مرحلة وسيطة بين التسجيلات فائقة السرعة والذاكرة الرئيسية الأبطأ بكثير. تم تقديمه فقط لتحسين أداء أجهزة الكمبيوتر. يتم نسخ المعلومات الأكثر استخدامًا في الذاكرة الرئيسية فقط في ذاكرة التخزين المؤقت ، وهي أسرع ، ولكنها ذات سعة أقل بكثير. من ناحية أخرى ، تكون الذاكرة الرئيسية أبطأ بكثير ، ولكنها تتمتع بسعة تخزين أكبر بكثير من سجلات المعالج. كما يتم استخدام إعداد التخزين المؤقت الهرمي متعدد المستويات بشكل شائع - ذاكرة التخزين المؤقت الأولية هي الأصغر والأسرع والموجودة داخل المعالج ؛ ذاكرة التخزين المؤقت الثانوية أكبر إلى حد ما وأبطأ.

تتصل الذاكرة الرئيسية بشكل مباشر أو غير مباشر بوحدة المعالجة المركزية عبر ناقل ذاكرة . هو في الواقع حافلتين (وليس على الرسم البياني): على حافلة عنوان و ناقل البيانات . ترسل وحدة المعالجة المركزية أولاً رقمًا عبر ناقل العنوان ، وهو رقم يسمى عنوان الذاكرة ، يشير إلى الموقع المطلوب للبيانات. ثم يقرأ أو يكتب البيانات في خلايا الذاكرة باستخدام ناقل البيانات. بالإضافة إلى ذلك ، تعد وحدة إدارة الذاكرة (MMU) جهازًا صغيرًا بين وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي لإعادة حساب عنوان الذاكرة الفعلي ، على سبيل المثال لتوفير تجريد للذاكرة الافتراضية أو مهام أخرى.

نظرًا لأن أنواع ذاكرة الوصول العشوائي المستخدمة للتخزين الأساسي متقلبة (غير مهيأة عند بدء التشغيل) ، فلن يكون لجهاز الكمبيوتر الذي يحتوي على مثل هذا التخزين فقط مصدر لقراءة التعليمات منه ، من أجل بدء تشغيل الكمبيوتر. ومن ثم ، يتم استخدام التخزين الأساسي غير المتطاير الذي يحتوي على برنامج بدء تشغيل صغير ( BIOS ) لتشغيل الكمبيوتر ، أي لقراءة برنامج أكبر من التخزين الثانوي غير المتطاير إلى ذاكرة الوصول العشوائي والبدء في تنفيذه. التكنولوجيا غير المتطايرة المستخدمة لهذا الغرض تسمى ROM ، للذاكرة للقراءة فقط (قد تكون المصطلحات مربكة إلى حد ما لأن معظم أنواع ROM قادرة أيضًا على الوصول العشوائي ).

لا تتم قراءة العديد من أنواع "ROM" حرفيًا فقط ، حيث يمكن إجراء تحديثات عليها ؛ ومع ذلك فهي بطيئة ويجب محو الذاكرة في أجزاء كبيرة قبل إعادة كتابتها. تقوم بعض الأنظمة المضمنة بتشغيل البرامج مباشرة من ROM (أو ما شابه ذلك) ، لأن مثل هذه البرامج نادرًا ما يتم تغييرها. لا تخزن أجهزة الكمبيوتر القياسية البرامج غير البدائية في ذاكرة القراءة فقط ، بل تستخدم سعة تخزين ثانوية كبيرة ، وهي غير متقلبة أيضًا ، وليست مكلفة.

في الآونة الأخيرة، التخزين الأولي و التخزين الثانوية في بعض الاستخدامات الرجوع إلى ما كان يسمى تاريخيا، على التوالي، التخزين الثانوية و التخزين العالي . [3]

التخزين الثانوي

A محرك القرص الثابت مع الغطاء الواقي إزالة

يختلف التخزين الثانوي (المعروف أيضًا باسم الذاكرة الخارجية أو التخزين الإضافي ) عن التخزين الأساسي في أنه لا يمكن الوصول إليه مباشرة بواسطة وحدة المعالجة المركزية. يستخدم الكمبيوتر عادةً قنوات الإدخال / الإخراج الخاصة به للوصول إلى التخزين الثانوي ونقل البيانات المطلوبة إلى التخزين الأساسي. التخزين الثانوي غير متطاير (الاحتفاظ بالبيانات عند إيقاف تشغيل الطاقة). عادةً ما تحتوي أنظمة الكمبيوتر الحديثة على مساحة تخزين ثانوية أكبر بمرتين من التخزين الأساسي لأن التخزين الثانوي أقل تكلفة.

في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، عادةً ما تُستخدم محركات الأقراص الثابتة (HDD) أو محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) كتخزين ثانوي. في وقت وصول يقاس لكل بايت لمحركات الأقراص الصلبة أو محركات الأقراص الصلبة عادة في ميلي ثانية (الألف ثانية)، بينما يتم قياس وقت الوصول لكل بايت للتخزين الأساسي في نانو ثانية (ثواني واحد من المليار). وبالتالي ، يكون التخزين الثانوي أبطأ بكثير من التخزين الأولي. الدورية التخزين البصرية الأجهزة، مثل CD و DVD والأقراص، ولها اوقات الدخول أطول. ومن الأمثلة الأخرى من تقنيات التخزين الثانوية محركات أقراص فلاش USB ، والأقراص المرنة ،الشريط المغناطيسي ، الشريط ورقة ، البطاقات المثقبة ، و ذاكرة الوصول العشوائي الأقراص .

بمجرد وصول رأس قراءة / كتابة القرص على محركات الأقراص الثابتة إلى الموضع المناسب والبيانات ، يصبح الوصول إلى البيانات التالية على المسار سريعًا جدًا. لتقليل وقت البحث والكمون الدوراني ، يتم نقل البيانات من وإلى الأقراص الموجودة في كتل متجاورة كبيرة. الوصول المتسلسل أو المحظور على الأقراص هو أوامر من حيث الحجم أسرع من الوصول العشوائي ، وقد تم تطوير العديد من النماذج المعقدة لتصميم خوارزميات فعالة تعتمد على الوصول التسلسلي والمنع. هناك طريقة أخرى لتقليل عنق الزجاجة في الإدخال / الإخراج وهي استخدام أقراص متعددة بالتوازي لزيادة عرض النطاق الترددي بين الذاكرة الأساسية والثانوية. [4]

وغالبا ما تنسيق التخزين الثانوية وفقا ل نظام الملفات الشكل، والذي يوفر التجريد من الضروري تنظيم البيانات في الملفات و الدلائل ، مع توفير بيانات وصفية يصف صاحب ملف معين، ووقت الوصول، أذونات الوصول، وغيرها من المعلومات.

تستخدم معظم أنظمة تشغيل الكمبيوتر مفهوم الذاكرة الافتراضية ، مما يسمح باستخدام سعة تخزين أولية أكبر مما هو متاح فعليًا في النظام. مع امتلاء الذاكرة الأساسية ، يقوم النظام بنقل الأجزاء الأقل استخدامًا ( الصفحات ) إلى ملف المبادلة أو ملف الصفحة على وحدة التخزين الثانوية ، واسترجاعها لاحقًا عند الحاجة. إذا تم نقل الكثير من الصفحات إلى تخزين ثانوي أبطأ ، فإن أداء النظام سينخفض.

التخزين الثالث

مكتبة شرائط كبيرة ، بها خراطيش أشرطة موضوعة على أرفف في المقدمة ، وذراع آلية تتحرك في الخلف. الارتفاع المرئي للمكتبة حوالي 180 سم.

التخزين الثلاثي أو الذاكرة الثلاثية [5] هو مستوى أقل من التخزين الثانوي. عادةً ما تتضمن آلية روبوتية تقوم بتركيب (إدخال) وتفكيك وسائط التخزين كبيرة السعة القابلة للإزالة في جهاز تخزين وفقًا لمتطلبات النظام ؛ غالبًا ما يتم نسخ هذه البيانات إلى التخزين الثانوي قبل الاستخدام. يتم استخدامه بشكل أساسي لأرشفة المعلومات التي نادرًا ما يتم الوصول إليها نظرًا لأنها أبطأ بكثير من التخزين الثانوي (على سبيل المثال 5-60 ثانية مقابل 1-10 ميلي ثانية). هذا مفيد بشكل أساسي لمخازن البيانات الكبيرة بشكل غير عادي ، والتي يتم الوصول إليها بدون مشغلين بشريين. ومن الأمثلة النموذجية مكتبات الأشرطة و خزانات كبيرة البصرية .

عندما يحتاج الكمبيوتر إلى قراءة المعلومات من التخزين الثلاثي ، فإنه سوف يستشير أولاً قاعدة بيانات الكتالوج لتحديد الشريط أو القرص الذي يحتوي على المعلومات. بعد ذلك ، سيرشد الكمبيوتر ذراعًا آليًا لجلب الوسيط ووضعه في محرك الأقراص. عندما ينتهي الكمبيوتر من قراءة المعلومات ، ستعيد الذراع الآلية الوسيط إلى مكانه في المكتبة.

يُعرف التخزين الثلاثي أيضًا باسم التخزين القريب لأنه "قريب من الإنترنت". التمييز الرسمي بين التخزين عبر الإنترنت والتخزين القريب وغير المتصل هو: [6]

  • التخزين عبر الإنترنت متاح على الفور لـ I / O.
  • لا يتوفر التخزين على الإنترنت على الفور ، ولكن يمكن إجراؤه عبر الإنترنت بسرعة دون تدخل بشري.
  • التخزين في وضع عدم الاتصال غير متاح على الفور ، ويتطلب بعض التدخل البشري ليصبح على الإنترنت.

على سبيل المثال ، محركات الأقراص الثابتة التي تعمل دائمًا هي تخزين عبر الإنترنت ، بينما محركات الأقراص الدوارة التي تدور تلقائيًا ، كما هو الحال في المصفوفات الضخمة من الأقراص الخاملة ( MAID ) ، هي تخزين قريب. تعد الوسائط القابلة للإزالة مثل خراطيش الأشرطة التي يمكن تحميلها تلقائيًا ، كما هو الحال في مكتبات الأشرطة ، بمثابة تخزين قريب ، في حين أن خراطيش الأشرطة التي يجب تحميلها يدويًا هي تخزين غير متصل بالإنترنت.

التخزين خارج الخط

التخزين غير المتصل بالإنترنت هو تخزين بيانات الكمبيوتر على وسيط أو جهاز لا يخضع لسيطرة وحدة المعالجة . [7] يتم تسجيل الوسيط ، عادة في جهاز تخزين ثانوي أو ثالث ، ثم يتم إزالته أو فصله فعليًا. يجب إدخاله أو توصيله بواسطة عامل بشري قبل أن يتمكن الكمبيوتر من الوصول إليه مرة أخرى. على عكس التخزين الثلاثي ، لا يمكن الوصول إليه بدون تفاعل بشري.

يتم استخدام التخزين خارج الخط لنقل المعلومات ، حيث يمكن بسهولة نقل الوسيط المنفصل ماديًا. بالإضافة إلى ذلك ، فهو مفيد في حالات الكوارث ، حيث ، على سبيل المثال ، يؤدي الحريق إلى تدمير البيانات الأصلية ، ولن يتأثر الوسيط الموجود في مكان بعيد ، مما يتيح التعافي من الكوارث . يزيد التخزين خارج الإنترنت من أمان المعلومات العامة ، نظرًا لأنه يتعذر الوصول إليها فعليًا من جهاز كمبيوتر ، ولا يمكن أن تتأثر سرية البيانات أو سلامتها بتقنيات الهجوم المعتمدة على الكمبيوتر. أيضًا ، إذا كان نادرًا ما يتم الوصول إلى المعلومات المخزنة لأغراض الأرشفة ، فإن التخزين خارج الإنترنت يكون أقل تكلفة من التخزين الثالث.

في أجهزة الكمبيوتر الشخصية الحديثة ، تُستخدم أيضًا معظم وسائط التخزين الثانوية والثالثية للتخزين خارج الإنترنت. تعد الأقراص الضوئية وأجهزة الذاكرة المحمولة هي الأكثر شيوعًا ، وهي محركات الأقراص الثابتة القابلة للإزالة إلى حد أقل. في استخدامات المؤسسة ، يكون الشريط المغناطيسي هو السائد. الأمثلة القديمة هي الأقراص المرنة أو الأقراص المضغوطة أو البطاقات المثقوبة.

خصائص التخزين

وحدة 1 جيجا بايت للكمبيوتر المحمول DDR2 RAM .

يمكن التمييز بين تقنيات التخزين على جميع مستويات التسلسل الهرمي للتخزين من خلال تقييم خصائص أساسية معينة بالإضافة إلى قياس الخصائص الخاصة بتنفيذ معين. هذه الخصائص الأساسية هي التقلب ، والتغير ، وإمكانية الوصول ، والقابلية للعنونة. بالنسبة لأي تنفيذ معين لأي تقنية تخزين ، فإن الخصائص التي تستحق القياس هي السعة والأداء.

ملخص
صفة مميزة محرك القرص الصلب الأقراص الضوئية ذاكرة متنقله ذاكرة الوصول العشوائية الشريط الخطي مفتوح
تقنية قرص مغناطيسي شعاع الليزر أشباه الموصلات شريط ممغنط
التقلب لا لا لا متقلب لا
دخول عشوائي نعم نعم نعم نعم لا
الكمون (وقت الوصول) ~ 15 مللي ثانية (سريع) ~ 150 مللي ثانية (معتدل) لا شيء (فوري) لا شيء (فوري) عدم الوصول العشوائي (بطيء جدًا)
مراقب داخلي خارجي داخلي داخلي خارجي
فشل مع فقدان وشيك للبيانات تحطم للراس - الدوائر -
اكتشاف الخطأ التشخيص ( سمارت ) قياس معدل الخطأ يشار إليه بمعدلات نقل زيادات كبيرة (تخزين قصير المدى) مجهول
السعر لكل مساحة قليل قليل عالي عالي جدا منخفض جدًا (لكن محركات الأقراص باهظة الثمن)
السعر لكل وحدة معتدل قليل معتدل عالي معتدلة (لكن محركات الأقراص باهظة الثمن)
التطبيق الرئيسي أرشفة منتصف المدة ، خادم ، توسيع تخزين محطة العمل أرشفة طويلة الأمد وتوزيع نسخ مطبوعة إلكترونيات محمولة نظام التشغيل في الوقت الحالى أرشفة طويلة المدى

التقلب

تحتفظ الذاكرة غير المتطايرة بالمعلومات المخزنة حتى لو لم يتم تزويدها بالطاقة الكهربائية باستمرار. إنها مناسبة لتخزين المعلومات على المدى الطويل. تتطلب الذاكرة المتطايرة طاقة ثابتة للحفاظ على المعلومات المخزنة. أسرع تقنيات الذاكرة متقلبة ، على الرغم من أن هذه ليست قاعدة عالمية. نظرًا لأن التخزين الأساسي مطلوب أن يكون سريعًا جدًا ، فإنه يستخدم في الغالب ذاكرة متقلبة.

ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية هي شكل من أشكال الذاكرة المتطايرة التي تتطلب أيضًا إعادة قراءة المعلومات المخزنة بشكل دوري وإعادة كتابتها أو تحديثها ، وإلا فإنها ستختفي. ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة هي شكل من أشكال الذاكرة المتطايرة المشابهة لـ DRAM باستثناء أنها لا تحتاج أبدًا إلى التحديث طالما تم استخدام الطاقة ؛ يفقد محتواه عند فقد مصدر الطاقة.

يمكن استخدام مزود الطاقة غير المنقطع (UPS) لمنح الكمبيوتر فترة زمنية قصيرة لنقل المعلومات من التخزين الأساسي المتطاير إلى التخزين غير المتطاير قبل نفاد البطاريات. تحتوي بعض الأنظمة ، على سبيل المثال EMC Symmetrix ، على بطاريات مدمجة تحافظ على تخزين متغير لعدة دقائق.

القابلية للتحول

قراءة / كتابة تخزين أو تخزين متغير
يسمح بالكتابة فوق المعلومات في أي وقت. سيكون الكمبيوتر الذي لا يحتوي على قدر من تخزين القراءة / الكتابة لأغراض التخزين الأساسية عديم الفائدة للعديد من المهام. تستخدم أجهزة الكمبيوتر الحديثة عادةً تخزين القراءة / الكتابة للتخزين الثانوي أيضًا.
كتابة بطيئة ، تخزين قراءة سريع
تخزين القراءة / الكتابة الذي يسمح بالكتابة فوق المعلومات عدة مرات ، ولكن مع عملية الكتابة تكون أبطأ بكثير من عملية القراءة. تتضمن الأمثلة CD-RW و SSD .
اكتب مرة واحدة التخزين
تتيح ميزة " الكتابة مرة واحدة وقراءة العديد" (WORM) كتابة المعلومات مرة واحدة فقط في مرحلة ما بعد التصنيع. تشمل الأمثلة ذاكرة القراءة فقط وأشباه الموصلات القابلة للبرمجة و CD-R .
قراءة فقط التخزين
يحتفظ بالمعلومات المخزنة في وقت التصنيع. تتضمن الأمثلة قناع ROM ICs و CD-ROM .

الوصول

دخول عشوائي
يمكن الوصول إلى أي مكان في المخزن في أي لحظة وفي نفس الفترة الزمنية تقريبًا. هذه الخاصية مناسبة تمامًا للتخزين الأولي والثانوي. توفر معظم ذاكرات أشباه الموصلات ومحركات الأقراص وصولاً عشوائيًا ، على الرغم من أن ذاكرة الفلاش فقط تدعم الوصول العشوائي دون تأخير ، حيث لا يلزم نقل أي أجزاء ميكانيكية.
وصول متسلسل
سيكون الوصول إلى أجزاء من المعلومات بترتيب تسلسلي ، واحدًا تلو الآخر ؛ وبالتالي فإن وقت الوصول إلى جزء معين من المعلومات يعتمد على آخر جزء من المعلومات تم الوصول إليه. هذه الخاصية هي نموذجية للتخزين خارج الخط.

القابلية للعنونة

الموقع عنونة
يتم تحديد كل وحدة معلومات يمكن الوصول إليها بشكل فردي في المخزن بعنوان الذاكرة الرقمية الخاص بها . في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، عادةً ما يحد التخزين القابل للعنونة للموقع على التخزين الأساسي ، الذي يمكن الوصول إليه داخليًا عن طريق برامج الكمبيوتر ، نظرًا لأن قابلية تحديد الموقع فعالة للغاية ، ولكنها مرهقة للبشر.
عنونة الملف
تنقسم المعلومات إلى ملفات ذات أطوال متغيرة ، ويتم تحديد ملف معين بأسماء ملفات ودليل يمكن قراءتها بواسطة الإنسان . لا يزال الجهاز الأساسي قابلاً للعنونة في الموقع ، لكن نظام تشغيل الكمبيوتر يوفر تجريدًا لنظام الملفات لجعل العملية أكثر قابلية للفهم. في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يستخدم التخزين الثانوي والثالث وخارجه أنظمة الملفات.
المحتوى عنونة
يتم تحديد كل وحدة معلومات يمكن الوصول إليها بشكل فردي على أساس (جزء من) المحتويات المخزنة هناك. يمكن تنفيذ التخزين القابل للتوجيه للمحتوى باستخدام برنامج (برنامج كمبيوتر) أو جهاز (جهاز كمبيوتر) ، مع كون الأجهزة خيارًا أسرع ولكن أكثر تكلفة. غالبًا ما يتم استخدام الذاكرة القابلة للتوجيه لمحتوى الأجهزة في ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر .

القدرة

القدرة الخام
إجمالي كمية المعلومات المخزنة التي يمكن لجهاز التخزين أو الوسيط الاحتفاظ بها. يتم التعبير عنها على أنها كمية من البتات أو البايتات (مثل 10.4 ميغا بايت ).
كثافة تخزين الذاكرة
انضغاط المعلومات المخزنة. هي السعة التخزينية لوسيط مقسم بوحدة طول أو مساحة أو حجم (على سبيل المثال 1.2 ميغا بايت لكل بوصة مربعة).

الأداء

وقت الإستجابة
الوقت المستغرق للوصول إلى موقع معين في التخزين. عادةً ما تكون وحدة القياس ذات الصلة نانوثانية للتخزين الأولي ، والميلي ثانية للتخزين الثانوي ، والثانية للتخزين الثالث. قد يكون من المنطقي فصل زمن انتقال القراءة والكتابة (خاصة للذاكرة غير المتطايرة) وفي حالة تخزين الوصول المتسلسل ، الحد الأدنى والحد الأقصى ومتوسط ​​زمن الوصول.
الإنتاجية
معدل قراءة المعلومات أو كتابتها في التخزين. في تخزين بيانات الكمبيوتر ، عادةً ما يتم التعبير عن الإنتاجية من حيث الميغابايت في الثانية (MB / s) ، على الرغم من إمكانية استخدام معدل البت أيضًا. كما هو الحال مع زمن الوصول ، قد يلزم التمييز بين معدل القراءة ومعدل الكتابة. كما يؤدي الوصول إلى الوسائط بشكل متسلسل ، بدلاً من العشوائية ، إلى إنتاج أقصى قدر من الإنتاجية.
تقسيمات
حجم أكبر "مجموعة" من البيانات التي يمكن الوصول إليها بكفاءة كوحدة واحدة ، على سبيل المثال دون إدخال زمن انتقال إضافي.
مصداقية
احتمالية تغيير قيمة البت التلقائية في ظل ظروف مختلفة ، أو معدل الفشل الكلي .

يمكن استخدام الأدوات المساعدة مثل hdparm و sar لقياس أداء IO في Linux.

استخدام الطاقة

  • يتم إيقاف تشغيل أجهزة التخزين التي تقلل استخدام المروحة تلقائيًا أثناء عدم النشاط ، ويمكن لمحركات الأقراص الثابتة منخفضة الطاقة تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 90 بالمائة. [8]
  • غالبًا ما تستهلك محركات الأقراص الثابتة مقاس 2.5 بوصة طاقة أقل من محركات الأقراص الكبيرة. [9] [10] لا تحتوي محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة منخفضة السعة على أجزاء متحركة وتستهلك طاقة أقل من الأقراص الصلبة. [11] [12] [13] أيضًا ، قد تستخدم الذاكرة طاقة أكثر من الأقراص الصلبة. [١٣] قد تستهلك ذاكرات التخزين المؤقت الكبيرة ، والتي تُستخدم لتجنب الاصطدام بجدار الذاكرة ، قدرًا كبيرًا من الطاقة.

الأمن

تشفير كامل للقرص ، حجم وتشفير القرص الظاهري، أندور تشفير ملف / مجلد في متناول الجميع لمعظم أجهزة التخزين. [14]

يتوفر تشفير ذاكرة الأجهزة في Intel Architecture ، مما يدعم التشفير الكلي للذاكرة (TME) وتشفير الذاكرة الحبيبية للصفحة باستخدام مفاتيح متعددة (MKTME). [15] [16] وفي جيل SPARC M7 منذ أكتوبر 2015. [17]

الضعف والموثوقية

يشير تحذير برنامج SMART إلى حدوث عطل وشيك في محرك الأقراص الثابتة

أنواع مختلفة من تخزين البيانات لها نقاط فشل مختلفة وطرق مختلفة لتحليل الفشل التنبئي .

نقاط الضعف التي يمكن أن تؤدي على الفور إلى خسارة كاملة هي تحطم الرأس على محركات الأقراص الصلبة الميكانيكية وفشل المكونات الإلكترونية في وحدة تخزين فلاش.

الكشف عن الخطأ

معدل خطأ القياس على DVD + R . الأخطاء الطفيفة قابلة للتصحيح وضمن نطاق صحي.

يمكن تقدير الفشل الوشيك على محركات الأقراص الثابتة باستخدام بيانات تشخيص SMART التي تتضمن ساعات التشغيل وعدد عمليات التدوير ، على الرغم من أن موثوقيتها متنازع عليها. [18]

قد يتعرض تخزين الفلاش لمعدلات نقل سريعة نتيجة تراكم الأخطاء ، والتي تحاول وحدة التحكم في ذاكرة الفلاش تصحيحها.

يمكن تحديد صحة الوسائط الضوئية عن طريق قياس الأخطاء الطفيفة القابلة للتصحيح ، والتي تشير الأعداد الكبيرة منها إلى تدهور و / أو ضعف جودة الوسائط. يمكن أن يؤدي وجود عدد كبير جدًا من الأخطاء الطفيفة المتتالية إلى تلف البيانات. لا يدعم كل بائعي ونماذج محركات الأقراص الضوئية فحص الأخطاء. [19]

وسائط التخزين

اعتبارًا من عام 2011 ، كانت وسائط تخزين البيانات الأكثر استخدامًا هي أشباه الموصلات والمغناطيسية والبصرية ، بينما لا يزال الورق يرى بعض الاستخدام المحدود. بعض تقنيات التخزين الأساسية الأخرى ، مثل مصفوفات الفلاش بالكامل (AFAs) مقترحة للتطوير.

أشباه الموصلات

تستخدم ذاكرة أشباه الموصلات رقائق الدوائر المتكاملة القائمة على أشباه الموصلات لتخزين المعلومات. يتم تخزين البيانات بشكل نموذجي في خلايا ذاكرة بأكسيد المعادن وأشباه الموصلات (MOS) . قد تحتوي شريحة ذاكرة أشباه الموصلات على ملايين من خلايا الذاكرة ، تتكون من ترانزستورات صغيرة ذات تأثير ميداني MOS (MOSFETs) و / أو مكثفات MOS . كلا المتطايرة و غير المتطايرة أشكال ذاكرة أشباه الموصلات موجودة، الرئيس السابق باستخدام الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة القياسية والثاني باستخدام الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة البوابة العائمة .

في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يتكون التخزين الأساسي بشكل حصري تقريبًا من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية لأشباه الموصلات (RAM) ، وخاصة ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM). منذ مطلع القرن ، اكتسب نوع من ذاكرة أشباه الموصلات ذات البوابة العائمة غير المتطايرة ، والمعروف باسم ذاكرة الفلاش ، نصيبًا بشكل مطرد كتخزين غير متصل بالإنترنت لأجهزة الكمبيوتر المنزلية. تُستخدم ذاكرة أشباه الموصلات غير المتطايرة أيضًا للتخزين الثانوي في العديد من الأجهزة الإلكترونية المتقدمة وأجهزة الكمبيوتر المتخصصة المصممة لها.

في وقت مبكر من عام 2006، دفتر و كمبيوتر سطح المكتب التي المصنعين باستخدام المرتكزة على فلاش محركات أقراص الحالة الصلبة (سواقات) كخيارات التكوين الافتراضي لتخزين الثانوي إما بالإضافة إلى أو بدلا من HDD أكثر تقليدية. [20] [21] [22] [23] [24]

مغناطيسي

يستخدم التخزين المغناطيسي أنماطًا مختلفة من المغنطة على سطح مطلي مغناطيسيًا لتخزين المعلومات. التخزين المغناطيسي غير متطاير . يتم الوصول إلى المعلومات باستخدام رأس قراءة / كتابة واحد أو أكثر والتي قد تحتوي على محول طاقة تسجيل واحد أو أكثر. يغطي رأس القراءة / الكتابة جزءًا فقط من السطح بحيث يجب نقل الرأس أو الوسيط أو كليهما بالنسبة إلى الآخر من أجل الوصول إلى البيانات. في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يأخذ التخزين المغناطيسي الأشكال التالية:

في أجهزة الكمبيوتر المبكرة ، تم استخدام التخزين المغناطيسي أيضًا على النحو التالي:

لا يحتوي التخزين المغناطيسي على حد معين لدورات إعادة الكتابة مثل تخزين الفلاش والوسائط الضوئية القابلة لإعادة الكتابة ، حيث لا يؤدي تغيير الحقول المغناطيسية إلى حدوث تآكل مادي. بدلاً من ذلك ، فإن عمرهم محدود بسبب الأجزاء الميكانيكية. [25] [26]

بصري

التخزين البصري ، القرص البصري النموذجي ، يخزن المعلومات في التشوهات الموجودة على سطح قرص دائري ويقرأ هذه المعلومات عن طريق إضاءة السطح باستخدام صمام ثنائي ليزر ومراقبة الانعكاس. تخزين القرص الضوئي غير متطاير . قد تكون التشوهات دائمة (قراءة الوسائط فقط) ، وتتشكل مرة واحدة (وسائط الكتابة مرة واحدة) أو قابلة للعكس (وسائط قابلة للتسجيل أو القراءة / الكتابة). الأشكال التالية شائعة الاستخدام حاليًا: [27]

  • قرص مضغوط ، قرص مضغوط ، قرص DVD ، BD-ROM : تخزين للقراءة فقط ، يستخدم للتوزيع الجماعي للمعلومات الرقمية (الموسيقى ، الفيديو ، برامج الكمبيوتر)
  • CD-R و DVD-R و DVD + R و BD-R : تخزين الكتابة مرة واحدة ، ويستخدم للتخزين الثلاثي وغير المتصل
  • CD-RW و DVD-RW و DVD + RW و DVD-RAM و BD-RE : كتابة بطيئة وتخزين قراءة سريع ، تُستخدم للتخزين العالي وغير المتصل
  • تشبه Ultra Density Optical أو UDO في السعة BD-R أو BD-RE وهي كتابة بطيئة وتخزين قراءة سريع يستخدم للتخزين العالي وغير المتصل.

تخزين القرص الضوئي الممغنط هو تخزين قرص ضوئي حيث تقوم الحالة المغناطيسية على سطح مغناطيسي حديدي بتخزين المعلومات. تتم قراءة المعلومات بصريًا وكتابتها من خلال الجمع بين الطرق المغناطيسية والبصرية. تخزين القرص الضوئي الممغنط غير متطاير ، وصول متسلسل ، كتابة بطيئة ، تخزين قراءة سريع يستخدم للتخزين الثالث وغير المتصل.

كما تم اقتراح تخزين البيانات الضوئية ثلاثية الأبعاد .

تم اقتراح ذوبان المغناطيسية المستحثة بالضوء في الموصلات الضوئية المغناطيسية من أجل تخزين مغناطيسي ضوئي عالي السرعة منخفض الطاقة. [28]

ورقة

لطالما استخدم تخزين البيانات الورقية ، على شكل شريط ورقي أو بطاقات مثقبة ، لتخزين المعلومات للمعالجة التلقائية ، خاصة قبل وجود أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة. تم تسجيل المعلومات عن طريق إحداث ثقوب في وسط الورق أو الورق المقوى وتمت قراءتها ميكانيكيًا (أو بصريًا لاحقًا) لتحديد ما إذا كان موقع معين على الوسط صلبًا أو يحتوي على ثقب. تتيح الرموز الشريطية للكائنات التي يتم بيعها أو نقلها إرفاق بعض المعلومات القابلة للقراءة بواسطة الكمبيوتر بشكل آمن.

قد يتم نسخ كميات صغيرة نسبيًا من البيانات الرقمية (مقارنةً بتخزين البيانات الرقمية الأخرى) احتياطيًا على الورق كرمز شريطي للمصفوفة للتخزين طويل الأجل للغاية ، حيث يتجاوز طول عمر الورق عادةً حتى تخزين البيانات المغناطيسية. [29] [30]

وسائط أو ركائز تخزين أخرى

ذاكرة أنبوب فراغ
و يليامز أنبوب يستخدم أنبوب أشعة الكاثود ، و أنبوب SELECTRON استخدام واسع أنبوب فراغ لتخزين المعلومات. كانت أجهزة التخزين الأولية هذه قصيرة العمر في السوق ، حيث كان أنبوب ويليامز غير موثوق وأن أنبوب Selectron كان باهظ الثمن.
الذاكرة الكهربائية الصوتية
تستخدم ذاكرة خط التأخير الموجات الصوتية في مادة مثل الزئبق لتخزين المعلومات. كانت ذاكرة خط التأخير ديناميكية متقلبة ، ودورة تخزين القراءة / الكتابة المتسلسلة ، واستخدمت للتخزين الأساسي.
شريط بصري
هي وسيلة للتخزين البصري تتكون بشكل عام من شريط طويل وضيق من البلاستيك يمكن كتابة الأنماط عليه ويمكن إعادة قراءة الأنماط منه. تشترك في بعض التقنيات مع مخزون أفلام السينما والأقراص الضوئية ، ولكنها لا تتوافق مع أي منهما. كان الدافع وراء تطوير هذه التقنية هو إمكانية وجود سعات تخزين أكبر بكثير من الشريط المغناطيسي أو الأقراص الضوئية.
ذاكرة تغيير المرحلة
يستخدم مراحل ميكانيكية مختلفة من مواد تغيير الطور لتخزين المعلومات في مصفوفة XY قابلة للعنونة ، ويقرأ المعلومات من خلال ملاحظة المقاومة الكهربائية المتغيرة للمادة. ستكون ذاكرة تغيير الطور غير متطايرة ، ووصول عشوائي لتخزين القراءة / الكتابة ، ويمكن استخدامها للتخزين الأساسي والثانوي وغير المتصل. الأكثر قابلية لإعادة الكتابة والكثير يكتب مرة واحدة تستخدم الأقراص الضوئية بالفعل مادة تغيير الطور لتخزين المعلومات.
تخزين البيانات الثلاثية الأبعاد
يخزن المعلومات بصريًا داخل البلورات أو البوليمرات الضوئية . يمكن أن يستخدم التخزين الهولوغرافي الحجم الكامل لوسط التخزين ، على عكس تخزين القرص الضوئي الذي يقتصر على عدد صغير من طبقات السطح. سيكون التخزين الهولوغرافي غير متقلب ، والوصول التسلسلي ، وإما الكتابة مرة واحدة أو تخزين القراءة / الكتابة. يمكن استخدامه للتخزين الثانوي وغير المتصل بالإنترنت. انظر القرص متعدد الاستخدامات الهولوغرافي (HVD).
الذاكرة الجزيئية
يخزن المعلومات في بوليمر يمكنه تخزين الشحنات الكهربائية. قد تكون الذاكرة الجزيئية مناسبة بشكل خاص للتخزين الأساسي. تبلغ سعة التخزين النظرية للذاكرة الجزيئية 10 تيرابايت لكل بوصة مربعة. [31]
موصلات ضوئية مغناطيسية
تخزين المعلومات المغناطيسية التي يمكن تعديلها عن طريق الإضاءة المنخفضة الإضاءة. [28]
الحمض النووي
يخزن المعلومات في نيوكليوتيدات الحمض النووي . تم إجراؤه لأول مرة في عام 2012 عندما حقق الباحثون نسبة 1.28 بيتابايت لكل جرام من الحمض النووي. في مارس 2017 ، أفاد العلماء أن خوارزمية جديدة تسمى نافورة الحمض النووي حققت 85 ٪ من الحد النظري ، عند 215 بيتابايت لكل جرام من الحمض النووي. [32] [33] [34] [35]

التقنيات ذات الصلة

التكرار

بينما يمكن حل مجموعة من عطل وحدات البت عن طريق آليات اكتشاف الأخطاء وتصحيحها (انظر أعلاه) ، فإن عطل جهاز التخزين يتطلب حلولًا مختلفة. الحلول التالية شائعة الاستخدام وصالحة لمعظم أجهزة التخزين:

  • انعكاس الجهاز (النسخ المتماثل) - الحل الشائع للمشكلة هو الاحتفاظ بنسخة متطابقة من محتوى الجهاز على جهاز آخر (عادةً من نفس النوع). الجانب السلبي هو أن هذا يضاعف التخزين ، وكلا الجهازين (النسخ) بحاجة إلى التحديث في وقت واحد مع بعض النفقات العامة وربما بعض التأخير. الاتجاه الصعودي هو إمكانية القراءة المتزامنة لنفس مجموعة البيانات من خلال عمليتين مستقلتين ، مما يزيد من الأداء. عندما يتم اكتشاف أن أحد الأجهزة المنسوخة معيبًا ، فإن النسخة الأخرى لا تزال تعمل ، ويتم استخدامها لإنشاء نسخة جديدة على جهاز آخر (عادة ما تكون متاحة في مجموعة من الأجهزة الاحتياطية لهذا الغرض).
  • مجموعة متكررة من الأقراص المستقلة ( RAID ) - تعمل هذه الطريقة على تعميم انعكاس الجهاز أعلاه عن طريق السماح لفشل جهاز واحد في مجموعة من الأجهزة N واستبداله بالمحتوى المستعاد (انعكاس الجهاز هو RAID مع N = 2). مجموعات RAID من N = 5 أو N = 6 شائعة. يوفر N> 2 التخزين ، عند مقارنته بـ N = 2 ، على حساب المزيد من المعالجة أثناء التشغيل المنتظم (مع الأداء المنخفض غالبًا) واستبدال الجهاز المعيب.

تم تصميم انعكاس الجهاز و RAID النموذجي للتعامل مع فشل جهاز واحد في مجموعة RAID من الأجهزة. ومع ذلك ، في حالة حدوث فشل ثانٍ قبل إصلاح مجموعة RAID تمامًا من الفشل الأول ، يمكن فقد البيانات. عادة ما يكون احتمال حدوث فشل واحد صغير. وبالتالي فإن احتمال حدوث فشلين في نفس مجموعة RAID في القرب الزمني يكون أصغر بكثير (تقريبًا تربيع الاحتمال ، أي مضروبًا في نفسه). إذا لم تستطع قاعدة البيانات تحمل مثل هذا الاحتمال الأصغر لفقدان البيانات ، فسيتم نسخ مجموعة RAID نفسها (معكوسة). في كثير من الحالات ، يتم إجراء هذا النسخ المتطابق عن بُعد جغرافيًا ، في مجموعة تخزين مختلفة ، للتعامل أيضًا مع التعافي من الكوارث (انظر التعافي من الكوارث أعلاه).

اتصال الشبكة

قد يتصل التخزين الثانوي أو الثالث بجهاز كمبيوتر يستخدم شبكات الكمبيوتر . لا يتعلق هذا المفهوم بالتخزين الأساسي ، والذي يتم مشاركته بين معالجات متعددة بدرجة أقل.

التخزين الآلي

يمكن تخزين كميات كبيرة من الأشرطة المغناطيسية الفردية والأقراص الضوئية أو المغناطيسية الضوئية في أجهزة تخزين روبوتية من الدرجة الثالثة. في مجال تخزين الشريط ، تُعرف باسم مكتبات الأشرطة ، وفي مجال التخزين الضوئي ، صناديق الموسيقى الضوئية ، أو مكتبات الأقراص الضوئية لكل تشبيه. يشار إلى أصغر أشكال أي من التقنيتين التي تحتوي على جهاز محرك واحد فقط على أنها أدوات التحميل التلقائي أو المحولات التلقائية .

قد تحتوي أجهزة التخزين ذات الوصول الروبوتي على عدد من الفتحات ، كل منها يحتوي على وسائط فردية ، وعادةً ما يكون واحدًا أو أكثر من الروبوتات المختارة التي تعبر الفتحات وتحمل الوسائط إلى محركات الأقراص المدمجة. يؤثر ترتيب الفتحات وأجهزة الالتقاط على الأداء. الخصائص المهمة لمثل هذا التخزين هي خيارات التوسيع الممكنة: إضافة فتحات ووحدات ومحركات وروبوتات. قد تحتوي مكتبات الأشرطة على ما بين 10 إلى أكثر من 100000 فتحة ، وتوفر تيرابايت أو بيتابايت من المعلومات القريبة. تعد المربعات الموسيقية الضوئية حلولًا أصغر إلى حد ما ، تصل إلى 1000 فتحة.

يتم استخدام التخزين الآلي للنسخ الاحتياطي ولأرشيفات عالية السعة في صناعات التصوير والطب والفيديو. تعد إدارة التخزين الهرمي من أكثر استراتيجيات الأرشفة شهرة لترحيل الملفات غير المستخدمة منذ فترة طويلة تلقائيًا من التخزين السريع على القرص الثابت إلى المكتبات أو الصناديق الموسيقية. إذا كانت الملفات مطلوبة ، يتم استرجاعها مرة أخرى إلى القرص.

انظر أيضا

موضوعات التخزين الأساسية

موضوعات التخزين الثانوية والثالثية وخارج الإنترنت

مؤتمرات تخزين البيانات

المراجع

المجال العام تتضمن هذه المقالة  مواد المجال العام من مستند إدارة الخدمات العامة : "المعيار الفيدرالي 1037C" .

  1. ^ أ ب ج باترسون ، ديفيد أ. هينيسي ، جون ل. (2005). تنظيم الكمبيوتر وتصميمه: واجهة الأجهزة / البرامج (الطبعة الثالثة). أمستردام : دار نشر مورجان كوفمان . رقم ISBN 1-55860-604-1. OCLC  56213091 .
  2. ^ التخزين كما هو محدد في قاموس الحوسبة Microsoft ، الطبعة الرابعة. (ج) 1999 أو في القاموس الرسمي للمصطلحات القياسية IEEE ، الطبعة السابعة ، (ج) 2000.
  3. ^ "التخزين الأساسي أو أجهزة التخزين" (يعرض استخدام مصطلح "التخزين الأساسي" بمعنى "تخزين القرص الصلب") أرشفة 10 سبتمبر 2008 في آلة Wayback . Searchstorage.techtarget.com (13 يونيو 2011). تم الاسترجاع 2011-06-18.
  4. ^ JS Vitter ، الخوارزميات وهياكل البيانات للذاكرة الخارجية أرشفة 4 يناير 2011 في آلة Wayback. ، سلسلة حول الأسس والاتجاهات في علوم الكمبيوتر النظرية ، الآن ناشرون ، هانوفر ، ماساتشوستس ، 2008 ، ISBN 978-1-60198-106-6 . 
  5. ^ أطروحة عن التخزين العالي أرشفة 27 سبتمبر 2007 في آلة Wayback ... (بي دي إف) . تم الاسترجاع 2011-06-18.
  6. ^ بيرسون ، توني (2010). "الاستخدام الصحيح لمصطلح الخط القريب" . IBM Developerworks ، داخل تخزين النظام . تم الاسترجاع 16 أغسطس 2015 .
  7. ^ نظام الاتصالات الوطني (1996). "المعيار الفيدرالي 1037C - الاتصالات: مسرد مصطلحات الاتصالات" . إدارة الخدمات العامة. FS-1037C. مؤرشفة من الأصلي في 2 مارس 2009 . تم الاسترجاع 8 أكتوبر 2007 . Cite journal requires |journal= (help)انظر أيضًا المقالة Federal Standard 1037C .
  8. ^ حاسبة توفير الطاقة أرشفة 21 ديسمبر 2008 في آلة Wayback. وموقع Fabric
  9. ^ مايك تشين (8 مارس 2004). "هل يبلغ عرض مستقبل الكمبيوتر الصامت 2.5 بوصة؟" . مؤرشفة من الأصلي في 20 يوليو 2008 . تم الاسترجاع 2 أغسطس 2008 .
  10. ^ مايك تشين (18 سبتمبر 2002). "محركات الأقراص الثابتة الموصى بها" . مؤرشفة من الأصلي في 5 سبتمبر 2008 . تم الاسترجاع 2 أغسطس 2008 .
  11. ^ محرك الأقراص الثابتة Super Talent's 2.5 "IDE Flash - The Tech Report - صفحة 13 أرشفة 26 يناير 2012 في آلة Wayback ... تقرير التكنولوجيا تم استرجاعه في 2011-06-18.
  12. ^ استهلاك الطاقة - أجهزة توم: تقادم محركات الأقراص الثابتة التقليدية؟ معاينة محرك فلاش سامسونج بسعة 32 جيجا بايت . Tomshardware.com (20 سبتمبر 2006). تم الاسترجاع 2011-06-18.
  13. ^ أ ب أليكسي ميف (23 أبريل 2008). "SSD و i-RAM ومحركات الأقراص الثابتة التقليدية" . معامل X-bit. مؤرشفة من الأصلي في 18 ديسمبر 2008.
  14. ^ دليل لتقنيات تشفير التخزين لأجهزة المستخدم النهائي ، المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا ، نوفمبر 2007
  15. ^ "مواصفات التشفير" (PDF) . software.intel.com . تم الاسترجاع 28 ديسمبر 2019 .
  16. ^ "واجهة برمجة تطبيقات مقترحة لتشفير الذاكرة الكاملة" . Lwn.net . تم الاسترجاع 28 ديسمبر 2019 .
  17. ^ "مقدمة إلى SPARC M7 والذاكرة المؤمنة من السيليكون (SSM)" . Swisdev.oracle.com . تم الاسترجاع 28 ديسمبر 2019 .
  18. ^ "ما تخبرنا به أخطاء القرص الصلب SMART بالفعل" . Backblaze . 6 أكتوبر 2016.
  19. ^ "QPxTool - تحقق من الجودة" . qpxtool.sourceforge.io .
  20. ^ الكمبيوتر الدفتري الجديد من Samsung يستبدل محرك الأقراص الثابتة بالفلاش أرشفة 30 ديسمبر 2010 في آلة Wayback ... ExtremeTech (23 مايو 2006). تم الاسترجاع 2011-06-18.
  21. ^ مرحبًا بكم في TechNewsWorld أرشفة 18 مارس 2012 في آلة Wayback ... Technewsworld.com. تم الاسترجاع 2011-06-18.
  22. ^ Mac Pro - خيارات التخزين و RAID لجهاز Mac Pro الخاص بك أرشفة 6 يونيو 2013 في آلة Wayback ... أبل (27 يوليو 2006). تم الاسترجاع 2011-06-18.
  23. ^ MacBook Air - أفضل ما في iPad يلتقي بأفضل ما في Mac أرشفة 27 مايو 2013 في آلة Wayback ... تفاح. تم الاسترجاع 2011-06-18.
  24. ^ يحل MacBook Air محل القرص الصلب القياسي للكمبيوتر المحمول لتخزين فلاش الحالة الصلبة أرشفة 23 أغسطس 2011 في آلة Wayback ... News.inventhelp.com (15 نوفمبر 2010). تم الاسترجاع 2011-06-18.
  25. ^ "مقارنة تحمل SSD و HDD في عصر QLC SSDs" (PDF) . تقنية ميكرون.
  26. ^ "SSD مقابل HDD - مقارنة شاملة لمحركات التخزين" . www.stellarinfo.co.in .
  27. ^ و DVD التعليمات المحفوظ 22 أغسطس 2009 في آلة ايباك هو مرجعية شاملة من تقنيات DVD.
  28. ^ أ ب Náfrádi ، Bálint (24 نوفمبر 2016). "مغناطيسية مبدلة بصريًا في بيروفسكايت الكهروضوئية CH3NH3 (Mn: Pb) I3" . اتصالات الطبيعة . 7 : 13406. arXiv : 1611.08205 . بيب كود : 2016NatCo ... 713406N . دوى : 10.1038 / ncomms13406 . PMC 5123013 . بميد 27882917 .  
  29. ^ https://www.extremetech.com/extreme/134427-a-paper-based-backup-solution-not-as-stupid-as-it-sounds (التاريخ: 2012-08-14)
  30. ^ https://www.wired.com/2012/08/paperback-paper-backup/ (التاريخ: 2012-08-16)
  31. ^ الطريقة الجديدة للتجميع الذاتي لعناصر النانو يمكن أن تحول صناعة تخزين البيانات أرشفة 1 مارس 2009 في آلة Wayback ... Sciencedaily.com (1 مارس 2009). تم الاسترجاع 2011-06-18.
  32. ^ يونغ ، إد. "تحتوي هذه البقعة من الحمض النووي على فيلم وفيروس كمبيوتر وبطاقة هدايا أمازون" . المحيط الأطلسي . مؤرشفة من الأصلي في 3 مارس 2017 . تم الاسترجاع 3 مارس 2017 .
  33. ^ "الباحثون يخزنون نظام تشغيل الكمبيوتر وفيلم قصير على الحمض النووي" . Phys.org . مؤرشفة من الأصلي في 2 مارس 2017 . تم الاسترجاع 3 مارس 2017 .
  34. ^ "يمكن للحمض النووي تخزين جميع بيانات العالم في غرفة واحدة" . مجلة العلوم. 2 مارس 2017 مؤرشفة من الأصلي في 2 مارس 2017 . تم الاسترجاع 3 مارس 2017 .
  35. ^ إيرليش ، يانيف. زيلينسكي ، دينا (2 مارس 2017). "نافورة الحمض النووي تتيح بنية تخزين قوية وفعالة" . علم . 355 (6328): 950-954. بيب كود : 2017Sci ... 355..950E . دوى : 10.1126 / science.aaj2038 . بميد 28254941 . S2CID 13470340 .  

قراءات إضافية